[发明专利]分薄层的具有垂直于层的平面的高自旋极化的磁性器件、使用该器件的磁性隧道结和自旋阀

权利要求书

1.一种具有薄层的磁性器件，包括在衬底之上通过阴极溅射沉积的 复合组体，所述复合组体包括：

-第一磁性层(2)，由具有高垂直磁各向异性的材料制成，所述第一 磁性层(2)的磁化在不存在任何电或磁的交互作用的情况下位于所述层 的平面外部，

-第二磁性层(3)，与所述第一磁性层(2)直接接触，由具有高自 旋极化率的铁磁性材料制成，所述第二磁性层(3)的磁化在不存在任何 电或磁的交互作用的情况下位于所述第二磁性层(3)的平面中，并且所 述第二磁性层(3)与所述第一磁性层(2)的直接磁耦合引起包括所述第 一磁性层(2)和所述第二磁性层(3)的组体的有效退磁场的减少，

-非磁性层(4)，与所述第二磁性层(3)直接接触，以不会对穿过 所述器件的电子去极化的材料制成，

所述器件还包括使得电流在基本上垂直于器件的层的平面的方向上 流动通过器件的层的装置。

2.如权利要求1所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于，所述器 件的合成的磁化被定向为垂直于构成所述磁性器件的层的平面。

3.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 所述第一磁性层(2)由从包括钴、铂、铁、镍、钯、金以及铜的组中选 择的材料或选择的材料的合金或多层构成。

4.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 所述第二磁性层(3)由从包括钴、铁、镍或其二元或三元合金的组中选 择的磁性材料构成。

5.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 构成所述第二磁性层(3)的磁性材料是结晶的或非晶的，并且包含从包 括硼、硅、磷、碳、锆、铪或其合金的组中选择的非磁性材料填料。

6.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 所述第二磁性层(3)包括磁性金属/磁性金属或磁性金属/非磁性金属类型 的多层。

7.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 所述非磁性层(4)以非磁性金属或非磁性氧化物制成。

8.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 在所述衬底与所述复合组体之间插入缓冲层(1)。

9.如权利要求8所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于，所述缓 冲层(1)由从包括铂、钽、铬、钛、氮化钛、铜、金、钯、银或其合金 的组中选择的一种或多种材料制成。

10.如权利要求8所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于，所述缓 冲层(1)包括多个层。

11.如权利要求1至2之一所述的具有薄层的磁性器件，其特征在于， 所述衬底由从包括硅、二氧化硅、氮化硅、氧化镁、氧化铝或玻璃的组中 选择的材料制成。

12.一种具有平面磁化的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性隧道结 除了包括两个有源磁性层之外，还包括由根据权利要求1至11之一所述 的具有薄层的磁性器件制成的附加多层。

13.一种具有平面磁化的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性隧道结 的两个有源磁性层中的至少一层由根据权利要求1至11之一所述的具有 薄层的磁性器件制成。

14.一种具有垂直磁化的磁性隧道结，其特征在于，所述磁性隧道结 的两个有源磁性层中的至少一层由根据权利要求1至11之一所述的具有 薄层的磁性器件制成。

15.一种具有平面磁化的自旋阀，其特征在于，所述自旋阀除了包括 两个有源磁性层之外，还包括由根据权利要求1至11之一所述的具有薄 层的磁性器件制成的附加多层。

16.一种具有平面磁化的自旋阀，其特征在于，所述自旋阀的两个有 源磁性层中的至少一层由根据权利要求1至11之一所述的具有薄层的磁 性器件制成。

17.一种具有垂直磁化的自旋阀，其特征在于，所述自旋阀的两个有 源磁性层中的至少一层由根据权利要求1至11之一所述的具有薄层的磁 性器件制成。